2020 Fiscal Year Research-status Report
Polyamorphism and molecular dynamics of molecular liquids
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19K14679
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
佐々木 海渡 東海大学, 理学部, 助教 (60806173)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 分子性液体 / ポリアモルフィック転移 / 混合系 / 誘電緩和 / マンニトール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はマンニトール/ソルビトールの混合系の実験を進めた。既報からマンニトール/ソルビトールの混合系でもポリアモルフィック転移（もしくは液体－液体相転移）が起こることが示唆されている。ここでは純粋なマンニトールと同様に2つのアモルファス状態をsuper cooled liquidとPhase Xと呼ぶこととする。マンニトール/ソルビトールの混合系においては純粋なマンニトールよりも1次相転移温度が高い温度に位置するため、ガラス状態だけでなく液体状態の分子ダイナミクスも調べることができる。それぞれの状態にある試料の誘電分光測定を実施し、super cooled liquidとPhase Xのガラス状態もしくは液体状態での分子ダイナミクスを調べることができた。結果から以下の2つのことが明らかになった。
（1）糖アルコールでは水素結合のダイナミクスを反映していると考えられているJohari-Goldstain(JG) β緩和の特徴が純粋なマンニトールとほぼ同じであることが分かった。
（2）ガラス転移の起源である構造緩和のfragility indexについて、super cooled liquid相がPhase X相よりも大きな値を示すことが示唆された。シリカガラスなどのネットワーク性のガラス形成物質ではfragility indexが小さな値となることが知られており、super cooled liquid相と比較してPhase X相の小さなfragility indexの値は、Phase X相がより発達した水素結合ネットワークを持つことと対応していると考えられる。
一方、2つの状態の間の転移が液体－液体相転移であるのか、液体とガラス状態の間の転移であるのかは誘電緩和測定からは判別できなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マンニトール/ソルビトール混合系において、ガラス転移の原因となる構造緩和を幅広い温度範囲、周波数範囲で観測することができたため、実験については順調に進展していると考えている。一方で、純粋なマンニトールの実験結果をまとめた学術論文はまだ発表できていないため全体として「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は引き続きマンニトール/ソルビトール混合系とブタノールの分子ダイナミクスの観測を実施する。マンニトールの分子ダイナミクスについての学術論文の投稿、マンニトール/ソルビトール混合系の分子ダイナミクスの学術論文の投稿を進める。
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| Causes of Carryover |
2020年度夏に開催予定であった国際会議（BDS2020、スペイン）が2021年度に延期になったためその旅費を次年度使用額とした。
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